En 2001, l'employé du FBI Eric O'Neill, qui est spécialiste en informatique mais souhaite devenir agent, est invité par l'agent Kate Burroughs à travailler avec l'agent principal Robert Hanssen, qui a travaillé pendant de nombreuses années en Union soviétique et qui est maintenant chargé de protéger l'agence contre les infiltrations électroniques. Kate dit à Eric de noter le comportement de Hanssen dans des notes et de les lui envoyer, car Hanssen serait un pervers faisant l'objet d'une enquête pour son comportement sexuel. Eric travaille avec l'amer et rude Hanssen et il découvre un père de famille et un catholique fervent qui gagne son respect au lieu d'un déviant. De plus, son enquête et sa relation avec Hanssen et sa femme Bonnie affectent la femme d'Eric, Juliana. Eric fait part de son opinion à Kate et elle décide de lui dire la vérité sur Hanssen : c'est une taupe qui a vendu de nombreux secrets à l'Union soviétique et a compromis l'identité de dizaines d'agents. Eric décide de poursuivre sa mission malgré son amitié avec Hanssen et les problèmes dans son mariage.